4개의 공통 변조기 개요

4개의 공통 변조기 개요

이 문서에서는 광섬유 레이저 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 네 가지 변조 방법(나노초 또는 나노초 이하 시간 영역에서 레이저 진폭 변경)을 소개합니다. 여기에는 AOM(음향광학 변조), EOM(전기광학 변조), SOM/SOA(반도체 변조라고도 알려진 반도체 광 증폭)직접 레이저 변조. 그 중에는 AOM,엄,SOM은 외부 변조 또는 간접 변조에 속합니다.

1. 음향광학 변조기(AOM)

음향광학 변조는 음향광학 효과를 사용하여 광 캐리어에 정보를 로드하는 물리적 프로세스입니다. 변조할 때 전기 신호(진폭 변조)는 먼저 전기 신호를 초음파 장으로 변환하는 전기 음향 변환기에 적용됩니다. 광파가 음향광학 매체를 통과할 때 광학 매체는 변조되어 음향광학 작용으로 인해 정보를 전달하는 강도 변조파가 됩니다.

2. 전기광학 변조기(엄)

전기광학 변조기는 니오브산리튬 결정(LiNbO3), GaAs 결정(GaAs) 및 탄탈산리튬 결정(LiTaO3)과 같은 특정 전기광학 결정의 전기광학 효과를 활용하는 변조기입니다. 전기광학 효과는 전기광학 결정에 전압을 가하면 전기광학 결정의 굴절률이 변화하여 결정의 광파 특성이 변화하고 위상이 변조되는 것입니다. 광 신호의 진폭, 강도 및 편광 상태가 실현됩니다.

그림: EOM 드라이버 회로의 일반적인 구성

3. 반도체 광변조기/반도체 광증폭기(SOM/SOA)

반도체 광증폭기(SOA)는 일반적으로 광신호 증폭에 사용되는데 이는 칩, 저전력 소모, 전 대역 지원 등의 장점을 갖고 있으며 EDFA 등 기존 광증폭기의 미래 대안이다.에르븀 첨가 광섬유 증폭기). 반도체 광변조기(SOM)는 반도체 광증폭기와 동일한 장치이지만, 전통적인 SOA 증폭기에 사용하는 방식과 사용법이 조금 다르며, 광증폭기로 사용될 때 중점을 두는 표시가 있다 광 변조기는 증폭기로 사용되는 것과 약간 다릅니다. 광 신호 증폭에 사용될 때 SOA가 선형 영역에서 작동하도록 보장하기 위해 일반적으로 안정적인 구동 전류가 SOA에 제공됩니다. 광 펄스를 변조하는 데 사용되는 경우 연속적인 광 신호를 SOA에 입력하고 전기 펄스를 사용하여 SOA 구동 전류를 제어한 다음 SOA 출력 상태를 증폭/감쇠로 제어합니다. SOA 증폭 및 감쇠 특성을 사용하여 이 변조 모드는 광섬유 감지, LiDAR, OCT 의료 영상 및 기타 분야와 같은 일부 새로운 응용 분야에 점차적으로 적용되었습니다. 특히 상대적으로 높은 볼륨, 전력 소비 및 소멸 비율이 필요한 일부 시나리오의 경우.

4. 레이저 직접 변조는 아래 그림과 같이 레이저 바이어스 전류를 직접 제어하여 광 신호를 변조할 수도 있으며 직접 변조를 통해 3나노초 펄스 폭을 얻습니다. 레이저 캐리어의 이완으로 인해 펄스 시작 부분에 스파이크가 있음을 알 수 있습니다. 약 100피코초의 펄스를 얻으려면 이 스파이크를 사용하면 됩니다. 그러나 일반적으로 우리는 이러한 스파이크를 원하지 않습니다.

요약

AOM은 수 와트의 광전력 출력에 적합하며 주파수 편이 기능이 있습니다. EOM은 빠르지만 구동 복잡도가 높고 소광비가 낮다. SOM(SOA)은 낮은 전력 소비, 소형화 및 기타 기능을 갖춘 GHz 속도 및 높은 소광비를 위한 최적의 솔루션입니다. 직접 레이저 다이오드는 가장 저렴한 솔루션이지만 스펙트럼 특성의 변화에 ​​유의하세요. 각 변조 방식에는 장단점이 있으므로, 방식을 선택할 때 응용 요구 사항을 정확하게 이해하고 각 방식의 장점과 단점을 숙지하여 가장 적합한 방식을 선택하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 분산 광섬유 감지에서는 기존 AOM이 주요이지만 일부 새로운 시스템 설계에서는 SOA 방식의 사용이 급속히 증가하고 있으며 일부 Wind LiDAR 기존 방식에서는 새로운 방식 설계인 2단계 AOM을 사용합니다. 비용을 줄이고 크기를 줄이며 소광비를 향상시키는 SOA 방식을 채택합니다. 통신 시스템에서 저속 시스템은 일반적으로 직접 변조 방식을 채택하고 고속 시스템은 일반적으로 전기 광학 변조 방식을 사용합니다.